评价干酪根生油气量的一种新方法

用压力差示扫描量热仪(PDSC)研究了我国茂名、抚顺、黄县油页岩干酪根(Ⅰ,Ⅱ型)及黄县褐煤(Ⅲ型)在热降解时的化学结构变化。试验中发现,在氧气压力为1.5MPa时,各种干酪根的PDSC图谱都出现两个放热峰。由放热峰的积分面积可计算出各干酪根的表观芳碳率。由此提出了计算干酪根生油、气量的新方法,可根据干酪根在热降解时的“残留脂碳率”与“干酪根质量系数”的演化图计算出生油岩的生油量和生气量,也可以根据干酪根热降解时的脂构碳、芳构碳的分布计算干酪根生油、气量的简化模式,由脂构碳的热解动力学参数计算出生油岩的油气生成量。     

评价干酪根生油气量的一种新方法

用压力差示扫描量热仪（PDSC）研究了我国茂名、抚顺、黄县油页岩干酪根（I，Ⅱ型）及黄县褐煤（Ⅲ型）在热降解时的化学结构变化。试验中发现，在氧气压力为1．5MPa时，各种干酪根的PDSC图谱都出现两个放热峰。由放热峰的积分面积可计算出各干酪根的表观芳碳率。由此提出了计算干酪根生油、气量的新方法，可根据干酪根在热降解时的“残留脂碳率”与“干酪根质量系数”的演化图计算出生油岩的生油量和生气量，也可以根据干酪根热降解时的脂构碳、芳构碳的分布计算干酪根生油、气量的简化模式，由脂构碳的热解动力学参数计算出生油岩的油气生成量。     

用高锰酸钾分步氧化法对干酪根结构的研究

本文采用碱性高锰酸钾分步氧化法,并配合现代物理仪器分析,对黄县和茂名两种页岩干酪根进行了组成结构的研究。两种干酪根分别经过16步和15步的仔细氧化,获得占原料碳82.45％和82.24％的有机酸碳收率,其中有占原料碳48.32％和42.24％的产物得到了乙醚、丙酮的溶解抽提。通过对两种干酪根及其氧化产物的元素分析和红外分析及对产物中的溶剂可溶部分的色谱和色质谱分析,证明了两种干酪根的长链脂肪性,并指出两者在组成结构上各自的特征和差异。黄县干酪根脂性强于茂名,其中尤以长链脂性更强。黄县干酪根的芳构分子比茂名少,但具有较强的稠合度。茂名干酪根中芳香组价略多,但稠合度小,而其脂环和甲基取代异构物均多于黄县。对于干酪根中杂原子的存在形式也作了粗略的探讨。通过对分步氧化产物的前后两种馏份及氧化残渣的全面分析验证,提出了对氧化机理的看法。     

黄县油页岩及其干酪根中含氧官能团的分析

采用对腐植酸中含氧官能团的分析方法,并做了一些改进,对黄县油页岩及其干酪根中含氧官能团进行了初步分析。结果发现,油页岩中羧基为1.01％,酚羟基为7.85％,羰基为4.55％,酯基为3.03％.黄县油页岩干酪根中聚集了相当量的含氧官能团,如黄县油页岩中含氧官能团以氧百分含量为基准约为15.50～15.70％,其干酪根中含氧官能因氧总量约为13.20％～13.40％.元素分析及显微镜下鉴定结果表明,黄县油页岩干酪根属于Ⅱ_1型干酪根,黄县油页岩是良好的生油岩。     

MnO_4~－／MnO_4~（2－）间接电氧化油页岩制取有机羧酸

用ＭｎＯ４－／ＭｎＯ４１２－间接电氧化体系对黄县油页岩的氧化条件及产物进行了研究。实验结果表明此过程可在室温下进行，并大大节省了ＫＭｎＯ４的消耗。氧化产物中的水溶酸主要由Ｃ６～Ｃ２８的饱和脂肪族二元酸和Ｃ８～Ｃ３１的饱和脂肪族一元酸组成。氧化过程中固体燃料残渣的ＦＴ－ＩＲ分析表明，油页岩有机质的脂肪族结构优先被氧化。     

MnO^—4／MnO^2—4间接电氧化油页岩制取有机羧酸

用ＭｎＯ＾－４／ＭｎＯ＾２－４间接电氧化体系对黄县油页岩的氧化条件及产物进行了研究。实验结果表明此过程可在室温下进行，并大大节省了ＫＭｎＯ４的消耗。氧化产物中的水溶酸主要由Ｃ６～Ｃ２８的饱和脂肪族二元酸和Ｃ８～Ｃ３１的饱和脂肪族一元酸组成。氧化过程中固体燃料残渣的ＦＴ－ＩＲ分析表明，油页岩有机质的脂肪族结构优先被氧化。     

油页岩氧化转化生产石化产品的工艺研究

本文对黄县洼里黑页岩在115～155℃的反应动力学过程和有关机理进行了探讨。经计算油母交联键断裂氧化活化能为 43kJ/mol。残渣和产物的红外分析证实了该温度范围的反应机理,且发现黄县洼里黑页岩水不溶酸以芳构为主,茂名油页岩以脂构为主。核磁分析进一步证实了黄县洼里黑页岩水不溶酸的组成特点。根据氧化产物的组成及其表面活性,就可能找到其特殊的应用场所。     

茂名油页岩、黄县腐泥煤高锰酸钾氧化产物的分析

用高锰钾碱液对茂名油页岩及黄县腐泥煤进行了分步氧化,对氧化产品水溶酸及水不溶酸经酯化后分别作了色谱分析。在水溶酸的乙醚、丙酮抽出物中主要是C_4～C_(11)的正构脂肪族二元酸,此外还有C_8～C_(16)的正构脂肪族一元酸,还可能有少量芳香酸。在水不溶酸的乙醚、丙酮抽出物中主要是C_6～C_(28)的正构脂肪族二元酸及C_8～C_(31)的正构脂肪族一元酸。     

页岩有机质热演化生烃成孔及其甲烷吸附机理研究进展

对生物体形成干酪根过程、页岩干酪根生成油气机理、页岩有机质孔隙演化特征、有机质孔隙内气水分布特征进行了综述和评论.认为生物化学生气阶段通过细菌作用、缩聚作用形成干酪根,因干酪根脂族C-H键释放而形成脂族分子间孔;热催化生油气阶段通过热解聚作用形成沥青质、液态烃及剩余干酪根,此阶段沥青大量裂解为液态烃而形成边缘油孔(液化孔);热裂解生凝析气阶段,液态烃裂解为湿气,有机质孔隙以边缘(或内部)气孔为主;深部高温生气阶段转化为干气,此过程干酪根芳族C-H键释放,有机质孔隙以芳族分子间孔、气孔为主.同时,页岩干酪根热演化各阶段有机质孔隙内均有水的参与,表现出固-液界面作用.此工作以期为我国页岩气进一步勘探开发提供理论依据,也对页岩气产气规律的认识具有指导意义.     

红外光谱法研究油页岩及干酪根的生油能力

采用Lorentzian分峰拟合,A-C因子和含100%脂肪链的微晶石蜡为标准物质的方法对油页岩及去矿物油页岩干酪根红外吸收光谱进行了研究,分析了干酪根中各种烃的成分和含量.结果表明:油页岩及去矿物油页岩中有机质均为Ⅱ型干酪根;去矿物能使支链从干酪根主链上脱落,但去矿物程度不宜过大.随着去矿物程度加深,干酪根脂肪链含量、红外谱图中CH2与CH3吸收峰面积的比值和脂氢/芳氢面积比值先增大,后减小;油页岩经酸碱处理后,干酪根中脂肪链的含量可达到54.06%,CH2与CH3吸收峰面积的比值为7.11,脂氢和芳氢的面积比值为2.73.无机矿物质的去除使干酪根的生油潜力得到提高.     

四种腐植酸的组成性质研究

对四种来源不同的腐植酸(张家口褐煤、大同褐煤抽提腐植酸、黄县褐煤、黄县黑页岩氧化腐植酸)进行了工业分析、元素分析、官能团、光密度、凝聚限度、分子量、红外和~1H-NMR等化学和物理方法的测定,为其应用研究提供基础数据。结果表明,四种腐植酸的组成结构有较大差异,其中以张家口褐煤腐植酸具有较多的脂碳结构,分子量较小,具钠盐县有最低的表面张力。     

油页岩注蒸汽原位开采数值模拟

注高温蒸汽是一种有效的油页岩原位加热开采方法。参考美国绿河地区某油页岩原位电加热开采项目,采用CMG油藏数值模拟软件建立油页岩原位加热开采的数值模型,将其中的电加热井改为注高温蒸汽井,求解油页岩的温度场、干酪根浓度和产油量,对比电加热和蒸汽加热的优缺点,并讨论注入蒸汽速率和加热范围这两个主要因素对油页岩原位开采的影响。结果表明:与电加热相比,注蒸汽加热时油页岩层温度更高,干酪根分解更快,页岩油产量峰值到达时间更早;随注入速率增大、加热范围减小,干酪根热解反应加快,页岩油产出结束较早。     

黄县油页岩热分解动力学——586℃后第二失重阶段的考察

本文通过对不同热解终温度页岩半焦及化学处理后页岩样品红外吸收光谱的对比,结合热分解动力学参数及其它依据,对黄县油页岩第二个热解失重阶段进行了综合考察。结果表明,主要是页岩中白云石及方解石等碳酸盐类矿物质的分解导致了黄县油页岩第二个热解失重阶段的出现。采用一级动力学模型满意地拟合了第二失重阶段的实验数据,求得的表观活化能及指前因子与文献列举的 Colorado页岩中白云石及方解石的热解动力学参数值相当吻合。     

油页岩催化萃取工艺

为探讨温和条件下油页岩催化萃取技术的可行性,以LiCL为催化剂、CS2-NMP为溶剂,对粒级为0．104mm的油页岩进行催化萃取实验,分析LiCl的添加方式、用量及萃取时间对油页岩溶剂萃取率的影响,确定油页岩催化萃取的最佳工艺条件。结果表明：当油页岩用量为5±0．250g时,萃取开始时即添加LiCl,用量为0．25g,萃取时间为12h,萃取率为13．64％。这比文献[3]提高了五个百分点。油页岩原矿、萃余残矿及萃取物的红外光谱（FFIR）分析显示：萃取物中含有大量脂肪族结构和含氧官能团结构的物质,并有少量的芳香类物质;萃余残矿中脂肪族物质以及含氧官能团结构物质相对原矿减少。该研究为油页岩的高效、清洁转化提供了技术参考。     

用钌离子催化氧化法研究干酪根及其显微组分的化学结构

用钌离子选择性催化氧化法研究了茂名油页岩干酪根、山西蒲县藻煤藻类体、长广树皮煤的树皮体以及山西繁峙褐煤镜质组的化学结构。研究结果表明 ,茂名油页岩干酪根和蒲县藻煤藻类体的化学结构均以醚 /酯键形式交联的中等链长的脂链结构为主 ,繁峙褐煤镜质组中的芳香结构仍保留着木质素基本结构单元的单环结构 ,同时含有丰富的脂族化合物。这些脂族化合物可能来自这一富氢显微组分中的超微类脂体。长广树皮煤中树皮体以少于 4个环的稠环化学结构为主 ,由小于C12 的脂链交联成大分子     

油页岩CS2-NMP萃取物GC/MS分析

为了了解和掌握油页岩有机物的组成和结构,实现油页岩的有效转化利用,在温和条件下对依兰油页岩进行了CS2-NMP溶剂萃取,采用色-质联用分析技术研究了油页岩萃取物的化学组成和结构.实验结果表明,萃取物主要由脂肪烃、芳香烃和含杂原子化合物组成.脂肪烃主要成分为链状烷烯烃和环烷烃以及少量萜类物质,而含杂原子化合物主要以含氧、氮、硫及卤族元素的化合物为主.芳香烃则检测出了少量的萘系烷基取代芳烃.